Обнаружение катионов ртути
Ртуть – один из наиболее хорошо изученных токсикантов. Основной путь поступления в организм – ингаляционный. Возможны острое и хроническое отравления ртутью, однако наиболее часто встречаются хронические отравления, вызванные длительным поступлением в организм небольших количеств ртути. Выведение ртути из организма происходит очень медленно, поэтому при поступлении даже очень небольших количеств происходит накопление ее в организме. При этом поражаются многие жизненно важные органы и системы: печень, почки, нервная и эндокринная системы.
Потенциальными источниками ртутного загрязнения могут быть бытовые и промышленные ртутьсодержащие приборы (термометры, тонометры), промышленные ртутьсодержащие отходы (люминесцентные лампы, отслужившие свой срок), полезные ископаемые, содержащие ртуть (например, уголь), производство щелочи, хлора, добыча золота, электроника, катализаторы.
Опасные соединения ртути обнаруживаются во всех трех средах обитания живых организмов. Анализ круговорота показал, что в нем значительное место занимает метилртуть, то есть простейшее органическое соединение ртути, чрезвычайно опасное для живых организмов. Интересно, что метилртуть образуется из природных соединений, поступающих в живые организмы. Так, один из коферментов метилирует ртуть, давая MeHg+.
Органические производные ртути, такие как хлорид метилртути CH3HgCl, высокотоксичны из-за их летучести. Микроорганизмы в загрязненной воде, содержащей ртуть, легко переводят неорганические соединения ртути в монометилртуть CH3Hg+. И большая часть ртути в организме рыб находится именно в этой форме, которая может сохраняться годами. Высокие уровни CH3Hg+, по-видимому, для рыб не столь токсичны, как для человека, у которого при вдыхании паров или поступлении с пищей ионы CH3Hg+ активно абсорбируются и попадают в эритроциты, печень и почки, оседают в мозге (в том числе и мозге плода), вызывая серьезные кумулятивные необратимые нарушения центральной нервной системы. В человеческом организме время полужизни ртути составляет от нескольких месяцев до нескольких лет. Токсический эффект может быть скрытым, и симптомы отравления могут проявиться только лишь через несколько лет.
Катионы ртути обнаружить с помощью следующих опытов:
1. Реакция образования сульфида ртути HgS.
Если к раствору солей ртути прилить соляной или серной кислоты и через этот раствор, подогретый до 60-80 °С, пропустить сероводород или прилить к нему сероводородной воды, или же добавить к нему раствор тиосульфата натрия Na2S2O3 , прокипятить, то во всех случаях из раствора выпадает черный осадок HgS.
Эта реакция настолько чувствительна, что ею открываются ничтожные следы катионов ртути. Из катионов шестой и других аналитических групп этой реакции мешают катионы Cu2+, Bi3+, Ag+, Pb2+ которые с указанными реактивами в кислой среде тоже образуют черные осадки соответствующих сульфидов. Однако в отличие от Hg2+ сульфиды меди, висмута, серебра и свинца сравнительно легко переходят в раствор при действии на них разбавленной азотной кислотой при нагревании. Таким образом, если к осадку HgS, CuS, Bi2S3 и PbS прилить разбавленной HNO3, то после 5-10 – минутного нагревания (не до кипения) в осадке останется только сульфид ртути.
2. Реакция с иодидом калия.
С иодидом калия катионы Hg2+ образуют ярко-красный осадок иодида ртути HgJ2. Однако последний в избытке KJ чрезвычайно легко растворяется, переходя при этом в очень устойчивую комплексную соль состава K2[HgJ4]:
Hg(NO3)2 + 2 KJ = HgJ2 ¯ + 2 KNO3;
HgJ2 + 2 KJ = K2[HgJ4].
Водный раствор K2[HgJ4] бесцветный. Константа неустойчивости йодно-ртутного комплекса чрезвычайно мала (5×10-31), а произведение растворимости HgJ2 равно 6,8 × 10–13. Следовательно, из растворов солей двухвалентной ртути при действии на них раствором KJ практически получить осадок HgJ2 не представляется возможным, так как в момент своего образования он тотчас же переходит в более устойчивый комплексный ион [HgJ4]2–. Однако применяя микроспособы, эта реакция может быть использована для открытия Hg2+ в присутствии почти всех катионов любой аналитической группы.